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出版者:機械工業齣版社

作者:左曉明 編

出品人:

頁數:265

译者:

出版時間:2004-9

價格:24.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111148050

叢書系列:

圖書標籤:

• 工程製圖
• 機械製圖
• 建築製圖
• 圖學
• 工程基礎
• 製圖規範
• CAD
• 繪圖
• 技術圖紙
• 工程

《現代材料科學基礎》 內容提要： 本書全麵係統地闡述瞭現代材料科學的基本原理、結構、性能、製備工藝及應用。它旨在為材料科學、化學工程、機械工程、物理學等相關專業本科生及研究生提供一本深入且前沿的教材。全書內容組織嚴謹，邏輯清晰，圖文並茂，力求在理論深度與工程應用之間取得完美平衡。 第一部分：材料科學的基石 第一章：材料的本徵結構與分類 本章首先迴顧瞭原子結構與化學鍵閤的基礎知識，隨後深入探討瞭晶體結構。我們詳細分析瞭晶體點陣、布拉維格子、晶體學符號（如Miller指數）的應用，並著重講解瞭金屬、陶瓷、高分子和復閤材料的微觀結構特徵。重點內容包括晶體缺陷的類型（點缺陷、綫缺陷、麵缺陷）及其對材料宏觀性能的決定性影響，特彆是位錯理論在塑性變形中的作用。同時，本章引入瞭非晶態材料的結構描述方法，如短程有序和長程無序的概念。 第二章：材料的熱力學與相平衡 本章聚焦於理解材料體係的能量狀態和相變驅動力。從熱力學基本定律齣發，係統闡述瞭吉布斯自由能的概念及其在判斷相穩定性和反應方嚮中的核心地位。我們詳細討論瞭單組分和多組分體係的相圖繪製與解讀，包括瞭杠杆原理的應用。重點解析瞭二元閤金體係中的固溶體形成、共晶、共滲等重要反應。此外，本章還涉及瞭熱力學在材料製備過程（如冶煉、沉積）中的指導意義。 第三章：材料的動力學過程 材料的性能往往是曆史和過程的産物。本章深入探討瞭擴散現象。Fick定律的推導及其在不同溫度和濃度梯度下的應用是核心內容，特彆是介紹瞭晶界擴散、體相擴散等機製。隨後，本章將動力學原理應用於相變過程，如形核與長大理論（經典成核理論），並結閤時間-溫度-轉變（TTT）圖和冷卻轉變（CCT）圖，分析瞭鋼鐵等關鍵材料的微觀組織演化路徑。 第二部分：結構與性能的關聯 第四章：金屬材料的形變與強化 本章專注於金屬材料的塑性變形機理。詳細解釋瞭滑移、孿生等形變模式，並從晶體學角度分析瞭施力方嚮與滑移係統的關係。塑性變形的本質在於位錯的運動和交互作用。我們將探討加工硬化（形變強化）的微觀機製，並全麵介紹各種強化途徑：固溶強化、晶界細化強化（Hall-Petch關係）、第二相粒子強化以及加工硬化。此外，還討論瞭金屬的蠕變和疲勞行為，強調瞭應力循環和斷裂韌性的工程意義。 第五章：陶瓷與玻璃的結構和斷裂 陶瓷因其離子鍵和共價鍵的特性，錶現齣與金屬截然不同的力學行為。本章詳細剖析瞭陶瓷的離子結構和晶體化學限製。重點講解瞭陶瓷的本徵脆性來源，即其極低的位錯活動能力。我們深入探討瞭陶瓷的斷裂力學，包括Griffith裂紋理論，並分析瞭增韌技術（如裂紋偏轉、增韌相引入）。玻璃的結構——短程有序與長程無序的過渡，以及玻璃化轉變溫度（Tg）的意義，也得到瞭詳盡闡述。 第六章：高分子材料的分子結構與粘彈性 高分子材料的性能與其鏈結構密切相關。本章從化學結構齣發，介紹瞭聚閤物的分子量分布、拓撲結構（綫性、支化、交聯）和構象。關鍵內容在於理解粘彈性理論，區彆粘滯行為與彈性行為，引入鬆弛時間和蠕變的概念。本章還探討瞭結晶聚閤物的球晶結構、玻璃化轉變對材料柔韌性的影響，以及聚閤物的力學性能測試方法。 第七章：電學、磁學與光學性能 材料的電學性能依賴於載流子的種類和濃度。本章區分瞭導體、半導體和絕緣體的能帶結構，詳述瞭本徵半導體和摻雜半導體的導電機製。在磁學方麵，我們解析瞭磁疇、磁化強度、磁滯迴綫，並分類介紹瞭鐵磁性、抗磁性和順磁性的微觀起源。光學性能部分，則關注材料對光的吸收、透射和散射機製，特彆是介質材料的摺射率及其與電子躍遷的關係。 第三部分：材料的製備、加工與應用 第八章：材料的製備與閤成工藝 本章將理論轉化為實踐，介紹核心的材料製造技術。在金屬領域，重點介紹鑄造、凝固控製技術（如定嚮凝固）和粉末冶金。對於陶瓷，則詳細闡述瞭粉體製備（共沉澱法）、成型技術（乾壓、流延）和高溫燒結過程中的緻密化機製。高分子部分的重點是聚閤反應控製和成型技術（注塑、擠齣）。此外，本章還覆蓋瞭薄膜沉積技術（PVD/CVD）在功能材料製備中的應用。 第九章：材料的錶麵工程與改性 材料的性能往往由其錶麵決定。本章探討瞭提高材料錶麵耐磨性、耐腐蝕性或功能化的方法。內容包括熱處理（退火、正火、淬火、迴火）對組織和性能的調控，以及各種錶麵改性技術，如離子注入、滲碳、滲氮等化學熱處理。此外，還介紹瞭先進的錶麵塗層技術，如熱噴塗和物理氣相沉積（PVD）塗層。 第十章：先進功能材料概覽 本章作為綜閤性總結，對當前活躍的研究領域進行概述。我們將介紹智能材料（如形狀記憶閤金、壓電材料）的工作原理，重點分析其應力-應變或電場-位移響應的非綫性特性。此外，還簡要介紹瞭納米材料的尺寸效應、復閤材料的界麵設計及其增強機製，以及生物相容性材料的設計原則。 本書特色： 深度與廣度兼顧： 既提供瞭堅實的微觀物理和化學基礎，又緊密結閤瞭工程應用中的關鍵問題。 案例驅動： 每章都穿插瞭具有實際意義的工程案例分析（如航空發動機葉片材料的選擇、半導體器件的製造挑戰），幫助讀者建立理論與實踐的聯係。 圖錶詳盡： 大量使用清晰的晶體結構圖、相圖、性能麯綫和工藝流程圖，輔助理解抽象概念。 麵嚮前沿： 融入瞭近年來材料科學領域的最新進展，如高熵閤金、二維材料等內容，激發讀者的研究興趣。

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從一個資深設計人員的角度來看，這本書的價值在於它對“細節的執著”。市麵上很多製圖書籍往往在基礎概念上做得不錯，但在處理那些邊緣情況或者特殊的錶達規範時就顯得力不從心瞭。而這本書的厲害之處在於，它對那些常常被忽略的細節，比如圖紙的裝訂綫、標題欄的填寫規範、以及不同比例下的圖層區分，都給予瞭詳盡且極具操作性的指導。作者似乎深諳圖紙在施工現場和後期存檔中可能遇到的所有“陷阱”，並提前為讀者鋪設好瞭安全墊。特彆是關於視圖的轉換和復雜麯麵的錶達部分，作者采用瞭一種非常清晰的“分解-重構”教學法，把一個復雜的幾何問題拆解成若乾個簡單的平麵幾何問題來處理。這種嚴謹到近乎偏執的態度，讓我對這本書産生瞭極大的信賴感。讀這本書的過程，更像是在嚮一位經驗豐富的老工程師請教，他不僅告訴你標準是什麼，更告訴你為什麼標準會是這樣，以及在實際操作中如何靈活變通。

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說實話，我一開始拿到這本書時，心裏是有點打鼓的，畢竟“工程製圖”這四個字聽起來就和“高深莫測”劃上瞭等號。但這本書的敘事方式簡直是教科書級彆的反轉。它沒有一開始就拋齣那些讓人頭皮發麻的標準代號，而是從一個非常基礎的“觀察世界”的角度切入。作者似乎非常擅長引導讀者的心智模型。比如，在介紹剖視圖時，他沒有直接給齣標準畫法，而是先設問：“如果你想看一個封閉盒子內部的結構，你會怎麼做？”然後引申齣“切割”的概念，再自然過渡到標準的剖視圖錶示法。這種“問題驅動式”的學習路徑，極大地激發瞭我的好奇心和主動探索欲。書中的示例圖質量極高，綫條的粗細、圖層的使用，都體現瞭專業的水準，仿佛每一張都是直接從實際工程圖中提取齣來的範例，細節到位，無可挑剔。而且，這本書的章節結構安排得非常緊湊閤理，前後的知識點銜接得如同渾然天成，很少齣現需要來迴翻閱查找前置知識的情況，閱讀體驗非常流暢。

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這本書的閱讀體驗可以被形容為“漸入佳境，迴味無窮”。它的開篇部分非常平易近人，甚至可以說是帶有一點科普性質的引入，這對於那些對工程學有興趣但尚未入門的新手來說，無疑是最好的“敲門磚”。它用一種非常輕快的筆觸介紹瞭製圖的基本語言——點、綫、麵。隨著章節深入，內容的密度和深度開始逐步增加，但這種遞增是受控且平穩的。最讓我欣賞的是，作者在每個單元學習結束時，都會設置一個“自查清單”和“常見錯誤解析”，這是一種極其高效的自我糾錯機製。我發現，很多我以為自己理解瞭但實際操作中會齣錯的點，都在“常見錯誤解析”中得到瞭清晰的指正。這本書不僅是知識的傳遞者，更是一個耐心的導師，它不會因為你犯錯而苛責，而是會耐心而精準地指齣錯誤的根源。讀完後，我不再隻是“看懂”圖紙，而是真正開始“思考”圖紙背後的邏輯，這本書的價值，在於它真正培養瞭讀者的工程思維能力。

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這本書的裝幀和設計真是讓人眼前一亮，那種沉甸甸的質感，摸上去就知道是用料考究。打開扉頁，一股淡淡的油墨香氣撲鼻而來，讓人立刻就能沉浸到閱讀的狀態中。內容方麵，我得說，作者在講述那些復雜的理論知識時，運用瞭大量的比喻和生動的案例，完全沒有那種傳統技術書籍的枯燥感。比如，在講解投影原理的部分，他不是生硬地羅列公式，而是通過模擬一個實際的建築工地場景，把透視關係和三視圖的邏輯像剝洋蔥一樣層層深入地展示齣來。我尤其欣賞其中穿插的曆史小故事，它們巧妙地把一項項看似冰冷的技術標準，賦予瞭人文的溫度，讓我瞭解到這些規範是如何在曆史的長河中逐步演化、完善的。這本書的排版也極為用心，圖文的結閤度非常高，幾乎每一頁都有精美的插圖或錶格來輔助說明，使得即便是初學者也能輕鬆跟上思路，不會被密密麻麻的文字淹沒。讀完之後，我感覺自己不僅僅是學會瞭一套繪圖規範，更像是完成瞭一次對空間思維的深度訓練。

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這本書帶給我最大的震撼在於它的實用性和前瞻性。它不僅僅是教你“怎麼畫”，更深層次地探討瞭“為什麼要這樣畫”。我注意到，書中對新一代的數字化繪圖理念和BIM（建築信息模型）的初步概念也有所涉獵，這在同類傳統教材中是比較少見的。作者的視野顯然是超越瞭傳統的二維圖紙範疇的。在講解公差與配閤的章節，作者沒有采用那種冰冷的數值堆砌，而是加入瞭大量的“製造可行性分析”，讓我明白瞭為什麼某個尺寸必須精確到小數點後兩位，以及不精確可能帶來的實際後果。這使得學習過程不再是機械記憶，而是一種對工程邏輯的深刻理解。我試著按照書中的指導，完成瞭一套復雜的機械零件圖，所有的標注、詳圖的繪製都顯得那麼自然而然，仿佛這些技能已經內化成瞭我的本能反應。這本書真正做到瞭理論指導實踐，讓讀者能夠帶著解決實際問題的思路去學習每一個知識點。

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